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第1章 绪论1

1.1 嵌入式系统概述1

1.1.1 什么是嵌入式系统1

1.1.2 嵌入式系统的组成2

1.1.3 嵌入式系统的发展5

1.1.4 嵌入式系统的应用7

1.2 嵌入式处理器9

1.2.1 嵌入式微处理器9

1.2.2 嵌入式微控制器10

1.2.3 嵌入式数字信号处理器10

1.2.4 嵌入式片上系统11

1.3 嵌入式操作系统11

1.3.1 嵌入式操作系统简介11

1.3.2 嵌入式操作系统的特点12

1.3.3 嵌入式实时操作系统12

1.3.4 常见的嵌入式操作系统13

1.4 嵌入式技术知识结构17

1.5 嵌入式工程师成长之路18

第2章 ARM体系结构21

2.1 ARM简介21

2.1.1 ARM公司简介21

2.1.2 ARM技术特征22

2.2 ARM处理器架构22

2.3 ARM处理器内核26

2.3.1 Classic处理器26

2.3.2 Cortex-M系列29

2.3.3 Cortex-R系列32

2.3.4 Cortex-A系列33

2.3.5 SecurCore处理器38

2.3.6 ARM微处理器的应用选型39

2.4 Cortex-A8处理器编程模型39

2.4.1 Cortex-A8内核结构40

2.4.2 Jazelle扩展体系结构42

2.4.3 TrustZone安全扩展体系结构42

2.4.4 高级SIMD体系结构43

2.4.5 VFPv3体系结构43

2.4.6 处理器状态43

2.4.7 数据类型44

2.4.8 存储器格式44

2.4.9 存储器系统地址45

2.4.10 处理器工作模式46

2.4.11 寄存器组47

2.4.12 异常52

2.4.13 安全扩展57

2.4.14 系统控制协处理器59

2.5 Cortex-A8存储管理模型60

2.5.1 高速缓冲存储器（Cache）62

2.5.2 虚拟内存62

2.5.3 页表缓存TLB65

2.5.4 存储属性67

2.5.5 页表的使用68

2.5.6 存储顺序69

2.6 Cortex-A8处理器时钟系统71

2.7 Cortex-A8处理器复位系统73

2.8 Cortex-A8处理器功耗控制75

2.9 流水线79

2.9.1 流水线的概念和原理79

2.9.2 流水线的分类79

2.9.3 影响流水线性能的因素81

第3章 硬件平台详解83

3.1 S5PV210处理器概述83

3.2 S5PV210系列芯片的结构框图83

3.3 S5PV210系列芯片的特性85

3.3.1 微处理器86

3.3.2 存储器子系统87

3.3.3 多媒体88

3.3.4 音频子系统90

3.3.5 安全子系统90

3.3.6 接口90

3.3.7 系统外设92

3.3.8 AMBA总线93

3.3.9 S5PV210和S3C6410的比较95

3.4 S5PV210系列芯片的应用领域96

3.5 S5PV210芯片的封装和引脚96

3.6 开发板硬件设计说明（核心板）102

3.6.1 S5PV210（SYS＆Connectivity）Boot Option102

3.6.2 S5PV210（DDR2＆SROM Memory）107

3.6.3 S5PV210（Media）109

3.6.4 S5PV210（Gen Power）113

3.6.5 DDR2（1Gbit×4）XM1118

3.6.6 系统电源125

3.6.7 复位电路128

3.6.8 系统时钟电路128

3.6.9 JTAG接口电路129

3.6.10 NANDFlash芯片模块130

3.6.11 音频输入与输出电路133

3.6.12 网络驱动芯片模块134

3.7 开发板硬件设计说明（底板）137

3.7.1 板对板接口137

3.7.2 电源137

3.7.3 SDIO-GPIO电路、按键电路137

3.7.4 蜂鸣器电路141

3.7.5 串口电路141

3.7.6 G-Sensor142

3.7.7 EEPROM芯片143

3.7.8 Ethernet143

3.7.9 SD卡144

3.7.10 Audio144

3.7.11 HDMI接口145

3.7.12 USB接口146

3.7.13 LCD接口146

3.7.14 MIPI-DSI接口149

3.7.15 摄像头接口149

第4章 ARM处理器的指令系统151

4.1 寻址方式151

4.2 ARM指令集154

4.2.1 指令格式154

4.2.2 跳转指令158

4.2.3 数据处理指令161

4.2.4 程序状态寄存器传输指令170

4.2.5 Load/Store指令172

4.2.6 异常中断产生指令178

4.2.7 协处理器指令180

4.2.8 指令速查表182

4.3 Thumb指令集193

4.3.1 Thumb指令集193

4.3.2 Thumb-2指令集194

4.3.3 ThumbEE指令集195

4.4 ARM伪指令195

4.5 ARM伪操作198

4.5.1 符号定义伪操作199

4.5.2 数据定义伪操作200

4.5.3 符号定义伪操作203

4.5.4 杂项伪操作205

4.5.5 GNU ARM汇编伪操作209

4.6汇编程序设计213

4.6.1 汇编语言的语句格式213

4.6.2 汇编语言的程序结构219

4.7 C语言与汇编混合编程220

4.7.1 ATPCS介绍220

4.7.2 内嵌汇编222

4.7.3 ARM中的汇编和C语言相互调用227

第5章 开发环境详解231

5.1 安装并配置Fedora 15231

5.2 安装交叉编译器231

5.3 使用MiniTools烧写裸机程序233

5.3.1 什么是MiniTools233

5.3.2 安装MiniTools工具233

5.3.3 如何使用MiniTools烧写裸机程序234

5.4 跟我一起写Makefile236

5.4.1 Makefile的组成结构236

5.4.2 Makefile详解241

5.4.3 书写规则243

5.4.4 书写命令249

5.4.5 使用变量252

5.4.6 使用条件判断258

5.4.7 使用函数261

5.4.8 make的运行267

5.4.9 隐含规则271

5.4.10 使用make更新函数库文件279

5.5 系统引导程序综述280

5.5.1 系统引导程序含义280

5.5.2 系统引导程序的功能281

5.5.3 BootLoader的操作模式281

5.5.4 BootLoader的启动282

5.5.5 几个流行的BootLoader282

5.5.6 U-Boot分析285

5.5.7 移植U-Boot到开发板286

第6章 GPIO端口289

6.1 GPIO原理分析289

6.1.1 GPIO类型290

6.1.2 GPIO特性290

6.1.3 端口功能定义291

6.1.4 GPIO寄存器301

6.1.5 I/O操作步骤303

6.2 点亮LED303

6.2.1 原理图303

6.2.2 汇编点亮LED303

6.2.3 C语言点亮LED308

6.3 控制蜂鸣器311

6.3.1 原理图311

6.3.2 程序相关讲解311

6.3.3 编译代码和烧写运行313

6.3.4 实验现象313

6.4 查询方式检测按键313

6.4.1 原理图313

6.4.2 程序相关讲解314

6.4.3 编译代码和烧写运行315

6.4.4 实验现象316

第7章 存储器管理317

7.1 存储器概述317

7.1.1 存储器组织结构317

7.1.2 随机存储器和只读存储器317

7.2 S5PV210的存储系统320

7.2.1 S5PV210的虚拟内存映射320

7.2.2 S5PV210微处理器的启动过程322

7.3 S5PV210的内存控制器325

7.3.1 DRAM控制器325

7.3.2 SROM控制器327

7.3.3 OneNAND控制器327

7.3.4 NANDFLASH控制器328

7.4 控制iCache329

7.4.1 什么是Cache329

7.4.2 程序相关讲解329

7.4.3 编译代码和烧写运行330

7.4.4 编译代码和烧写运行330

7.5 重定位代码到IRAM＋0x4000330

7.5.1 重定位330

7.5.2 程序相关讲解330

7.5.3 编译代码和烧写运行333

7.5.4 实验现象333

7.6 重定位代码到DRAM333

7.6.1 关于DRAM333

7.6.2 程序相关讲解335

7.6.3 编译代码和烧写运行343

7.6.4 实验现象343

7.7 NANDFlash的读写擦除343

7.7.1 关于NANDFlash343

7.7.2 程序相关讲解348

7.7.3 编译代码和烧写运行359

7.7.4 实验现象359

第8章 中断机制361

8.1 中断的基本概念361

8.1.1 中断的概念361

8.1.2 中断源、中断信号和中断向量362

8.1.3 中断优先级364

8.1.4 中断操作366

8.2 S5PV210的中断系统366

8.2.1 向量中断控制器366

8.2.2 S5PV210的中断源367

8.2.3 中断相关寄存器370

8.3 中断编程示例377

8.3.1 程序相关讲解378

8.3.2 编译代码和烧写运行381

8.3.3 实验现象381

第9章 系统时钟和定时器383

9.1 系统时钟383

9.1.1 时钟域383

9.1.2 时钟声明384

9.1.3 时钟关系385

9.1.4 时钟的产生386

9.1.5 时钟配置过程389

9.1.6 系统时钟相关寄存器389

9.1.7 系统时钟示例395

9.2 PWM定时器398

9.2.1 PWM定时器概述398

9.2.2 PWM定时器特点399

9.2.3 PWM定时器的操作399

9.2.4 PWM定时器相关寄存器403

9.2.5 PWM定时器编程示例406

9.3 看门狗定时器408

9.3.1 看门狗定时器概述408

9.3.2 看门狗定时器相关寄存器409

9.3.3 看门狗定时器编程示例1410

9.3.4 看门狗定时器编程示例2412

9.4 RTC实时时钟415

9.4.1 RTC实时时钟简介415

9.4.2 RTC相关寄存器416

9.4.3 RTC编程示例418

第10章 串行通信接口423

10.1 串行通信概述423

10.1.1 通信的概念423

10.1.2 通信的分类423

10.1.3 串行通信和并行通信424

10.1.4 同步通信和异步通信425

10.2 UART接口425

10.2.1 基本术语425

10.2.2 异步串行通信协议426

10.2.3 S5PV210的UART接口430

10.2.4 S5PV210的UART相关寄存器434

10.2.5 UART编程示例1441

10.2.6 UART编程示例2445

10.3 IIC接口448

10.3.1 IIC总线接口简介448

10.3.2 S5PV210的I2C接口449

10.3.3 S5PV210的IIC相关寄存器454

10.4 SPI接口457

10.4.1 SPI接口简介457

10.4.2 S5PV210的SPI操作458

10.4.3 S5PV210的SPI相关寄存器461

10.4.4 特殊功能寄存器的设置顺序466

第11章 人机接口技术467

11.1 LCD接口467

11.1.1 LCD简介467

11.1.2 S5PV210的LCD控制器469

11.1.3 S5PV210的LCD相关寄存器497

11.1.4 LCD示例1503

11.1.5 LCD示例2508

11.2 IIS多音频接口510

11.2.1 概述510

11.2.2 S5PV210的IIS相关寄存器516

11.2.3 示例1520

11.2.4 示例2523

11.3 ADC和触摸屏接口528

11.3.1 概述528

11.3.2 S5PV210的ADC和触摸屏接口529

11.3.3 S5PV210的ADC相关寄存器533

11.3.4 示例537

11.4 键盘接口538

11.4.1 概述538

11.4.2 S5PV210的键盘相关寄存器542

第12章 嵌入式系统开发流程与设计方法545

12.1 常用开发模型545

12.1.1 边开发边修改模型545

12.1.2 瀑布模型546

12.1.3 快速原型模型546

12.1.4 增量模型547

12.1.5 螺旋模型548

12.1.6 演化模型548

12.2 需求分析阶段549

12.2.1 系统分析550

12.2.2 用户需求550

12.2.3 系统需求552

12.2.4 概要设计554

12.3 详细设计阶段556

12.3.1 体系结构设计556

12.3.2 硬件设计556

12.3.3 软件设计558

12.3.4 设计检查558

12.4 科研开发阶段559

12.4.1 建模工具559

12.4.2 开发平台561

12.4.3 软件开发过程561

12.5 测试阶段562

12.5.1 测试计划目标562

12.5.2 测试类型563

参考文献565